生物醫(yī)學(xué)工程綜述大全11篇

緒論：寫作既是個人情感的抒發(fā)，也是對學(xué)術(shù)真理的探索，歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇生物醫(yī)學(xué)工程綜述范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。

篇（1）

2合理設(shè)置專業(yè)課程

我們堅持“重人品、厚基礎(chǔ)、強能力、寬適應(yīng)”的人才培養(yǎng)模式[1]，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)期間能接受先進的理論和技術(shù)，培養(yǎng)較強的分析、解決問題能力。課程設(shè)置除學(xué)校規(guī)定的政治理論、外語等公共課程外，專業(yè)課程分為四條主線：1）醫(yī)學(xué)儀器與生物醫(yī)學(xué)信號處理，還包括：電子技術(shù)、電路分析、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、數(shù)字圖像處理、醫(yī)學(xué)圖像處理等；2）微機原理及其應(yīng)用，還包括：單片機（ARM、MCU、DSP）技術(shù)、算法語言、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用等；3）醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識，包括：解剖與生理學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)概論等；4）生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程，包括：生物醫(yī)學(xué)測量、醫(yī)學(xué)傳感器原理及應(yīng)用、生理系統(tǒng)建模與仿真、醫(yī)學(xué)成像技術(shù)、生物力學(xué)、生物材料等，以醫(yī)學(xué)儀器與信息為主軸，兼顧力學(xué)、材料等其他主干領(lǐng)域，滿足涉及面廣的生物醫(yī)學(xué)工程綜合人才培養(yǎng)的要求，讓學(xué)生在接受多方面全方位專業(yè)基礎(chǔ)教育的同時，也可以根據(jù)自己的喜好選擇在感興趣的領(lǐng)域繼續(xù)深造。

3開展教學(xué)改革生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)注重培養(yǎng)復(fù)合通用型的應(yīng)用人才，這就要求我們在教學(xué)過程中必須方式多樣，注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。

3．1采取多種教學(xué)方法

改變過去單純的“教師講、學(xué)生聽”的注入式教學(xué)方式，轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)為主，教為導(dǎo)”的方法，課堂多以啟發(fā)式、討論式教學(xué)[2]。這樣可以活躍氣氛，教會學(xué)生自己學(xué)習(xí)、自己思考、自己發(fā)現(xiàn)的能力。

3．2采用多媒體和板書教學(xué)結(jié)合使用

多媒體的使用可使過去枯燥的純粹手寫教學(xué)內(nèi)容變得直觀、形象、生動，但單純的多媒體教學(xué)可能會造成學(xué)生產(chǎn)生偷懶情緒，一晃而過的幻燈片并不能讓學(xué)生印象深刻，因此在課堂教學(xué)中應(yīng)適當結(jié)合黑板書寫，加深記憶并鼓勵學(xué)生適當筆記。

3．3加強教材建設(shè)，整合課程及網(wǎng)絡(luò)資源

我們在課程教學(xué)中以書本基礎(chǔ)理論為主線，輔以參考資料和自編講義，并開發(fā)了一個生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，以信息技術(shù)為手段，以優(yōu)化課堂教學(xué)、提高課堂教學(xué)的效率為目標，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進行了生物醫(yī)學(xué)測量、醫(yī)學(xué)成像技術(shù)等部分專業(yè)課程的輔助教學(xué)。我們充分利用和整合網(wǎng)絡(luò)資源，在教學(xué)平臺上開設(shè)了包括課程講義、答疑討論、在線測試、試題試卷庫、參考資料下載等教學(xué)內(nèi)容，教師與學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生之間能通過此平臺開展教與學(xué)的互動交流，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)，創(chuàng)新學(xué)習(xí)、學(xué)會質(zhì)疑、學(xué)會探討以及終身學(xué)習(xí)的能力，大大調(diào)動學(xué)習(xí)興趣和積極性。

3．4重點突出實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和實習(xí)等實踐環(huán)節(jié)

我們將實驗分為基礎(chǔ)性實驗（如工程生理學(xué)實驗）、綜合性實驗（如醫(yī)學(xué)測量與傳感器實驗、醫(yī)學(xué)儀器與信息處理實驗等）和創(chuàng)新性開放實驗，分階段、分層次鍛煉學(xué)生的實踐能力，例如綜合性實驗將幾門課程的知識融合在一起，提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力；創(chuàng)新實驗由教師擬定實驗?zāi)繕耍瑢嶒炦^程由學(xué)生自己設(shè)計和動手創(chuàng)造，改變過去學(xué)生盲目被動的按照規(guī)定步驟進行實驗，缺乏思考，不能達到實驗?zāi)康牡那闆r，真正培養(yǎng)學(xué)生思維邏輯能力、分析解決問題的能力以及科研實踐能力，并安排時間讓學(xué)生分組講述本組實驗或設(shè)計的思路和過程，以及遇到的問題和解決方案等，這樣的方式不僅能讓學(xué)生相互交流心得體會，而且學(xué)會總結(jié)經(jīng)驗，鍛煉邏輯思維和語言表達，真正突出學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。

3．5注重產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合

篇（2）

由于生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)是新興發(fā)展起來的新學(xué)科，大眾缺乏對其的了解，因此實際工作中我們發(fā)現(xiàn)，部分考生報考專業(yè)時帶有盲目性，往往對專業(yè)的名稱產(chǎn)生誤解，致使入學(xué)后發(fā)現(xiàn)專業(yè)與自己所期望的不符而產(chǎn)生迷茫和厭學(xué)的狀況；另外，由于全國的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)畢業(yè)生比例較小，社會知名度不夠高，學(xué)生入校后也容易產(chǎn)生消極心理，不知道學(xué)了有什么用，將來到哪里就業(yè)等等疑問，因此我們除了加大宣傳力度，在招生時將學(xué)科的發(fā)展規(guī)劃、課程設(shè)置、社會需求等作大力宣傳，使學(xué)生真正了解專業(yè)的定位而根據(jù)自己的興趣和特長選擇報考外，更注重對入校后學(xué)生的思想教育，如定期開展一些交流活動，請一些專業(yè)領(lǐng)域的專家學(xué)者作學(xué)術(shù)報告，使學(xué)生了解生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的前沿發(fā)展方向；邀請已經(jīng)畢業(yè)的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的本科生、研究生以及博士生等與同學(xué)們座談，了解他們現(xiàn)在從事的職業(yè)、研究的內(nèi)容等，提供給學(xué)生一個發(fā)展的目標和方向；帶領(lǐng)學(xué)生到一些與生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)緊密相關(guān)的公司、企業(yè)、醫(yī)院等參觀，組織學(xué)生參加深圳每年一屆的醫(yī)療器械博覽會，讓他們通過實地感受和了解，從而熱愛生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)，增強信心，也極大提高了學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)更有了動力和目標。

2合理設(shè)置專業(yè)課程

我們堅持“重人品、厚基礎(chǔ)、強能力、寬適應(yīng)”的人才培養(yǎng)模式[1]，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)期間能接受先進的理論和技術(shù)，培養(yǎng)較強的分析、解決問題能力。課程設(shè)置除學(xué)校規(guī)定的政治理論、外語等公共課程外，專業(yè)課程分為四條主線：1）醫(yī)學(xué)儀器與生物醫(yī)學(xué)信號處理，還包括：電子技術(shù)、電路分析、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、數(shù)字圖像處理、醫(yī)學(xué)圖像處理等；2）微機原理及其應(yīng)用，還包括：單片機（ARM、MCU、DSP）技術(shù)、算法語言、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用等；3）醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識，包括：解剖與生理學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)概論等；4）生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程，包括：生物醫(yī)學(xué)測量、醫(yī)學(xué)傳感器原理及應(yīng)用、生理系統(tǒng)建模與仿真、醫(yī)學(xué)成像技術(shù)、生物力學(xué)、生物材料等，以醫(yī)學(xué)儀器與信息為主軸，兼顧力學(xué)、材料等其他主干領(lǐng)域，滿足涉及面廣的生物醫(yī)學(xué)工程綜合人才培養(yǎng)的要求，讓學(xué)生在接受多方面全方位專業(yè)基礎(chǔ)教育的同時，也可以根據(jù)自己的喜好選擇在感興趣的領(lǐng)域繼續(xù)深造。

3開展教學(xué)改革

生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)注重培養(yǎng)復(fù)合通用型的應(yīng)用人才，這就要求我們在教學(xué)過程中必須方式多樣，注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。

3．1采取多種教學(xué)方法

改變過去單純的“教師講、學(xué)生聽”的注入式教學(xué)方式，轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)為主，教為導(dǎo)”的方法，課堂多以啟發(fā)式、討論式教學(xué)[2]。這樣可以活躍氣氛，教會學(xué)生自己學(xué)習(xí)、自己思考、自己發(fā)現(xiàn)的能力。

3．2采用多媒體和板書教學(xué)結(jié)合使用

多媒體的使用可使過去枯燥的純粹手寫教學(xué)內(nèi)容變得直觀、形象、生動，但單純的多媒體教學(xué)可能會造成學(xué)生產(chǎn)生偷懶情緒，一晃而過的幻燈片并不能讓學(xué)生印象深刻，因此在課堂教學(xué)中應(yīng)適當結(jié)合黑板書寫，加深記憶并鼓勵學(xué)生適當筆記。

3．3加強教材建設(shè)，整合課程及網(wǎng)絡(luò)資源

我們在課程教學(xué)中以書本基礎(chǔ)理論為主線，輔以參考資料和自編講義，并開發(fā)了一個生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，以信息技術(shù)為手段，以優(yōu)化課堂教學(xué)、提高課堂教學(xué)的效率為目標，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進行了生物醫(yī)學(xué)測量、醫(yī)學(xué)成像技術(shù)等部分專業(yè)課程的輔助教學(xué)。我們充分利用和整合網(wǎng)絡(luò)資源，在教學(xué)平臺上開設(shè)了包括課程講義、答疑討論、在線測試、試題試卷庫、參考資料下載等教學(xué)內(nèi)容，教師與學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生之間能通過此平臺開展教與學(xué)的互動交流，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)，創(chuàng)新學(xué)習(xí)、學(xué)會質(zhì)疑、學(xué)會探討以及終身學(xué)習(xí)的能力，大大調(diào)動學(xué)習(xí)興趣和積極性。

3．4重點突出實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和實習(xí)等實踐環(huán)節(jié)我們將實驗分為基礎(chǔ)性實驗（如工程生理學(xué)實驗）、綜合性實驗（如醫(yī)學(xué)測量與傳感器實驗、醫(yī)學(xué)儀器與信息處理實驗等）和創(chuàng)新性開放實驗，分階段、分層次鍛煉學(xué)生的實踐能力，例如綜合性實驗將幾門課程的知識融合在一起，提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力；創(chuàng)新實驗由教師擬定實驗?zāi)繕耍瑢嶒炦^程由學(xué)生自己設(shè)計和動手創(chuàng)造，改變過去學(xué)生盲目被動的按照規(guī)定步驟進行實驗，缺乏思考，不能達到實驗?zāi)康牡那闆r，真正培養(yǎng)學(xué)生思維邏輯能力、分析解決問題的能力以及科研實踐能力，并安排時間讓學(xué)生分組講述本組實驗或設(shè)計的思路和過程，以及遇到的問題和解決方案等，這樣的方式不僅能讓學(xué)生相互交流心得體會，而且學(xué)會總結(jié)經(jīng)驗，鍛煉邏輯思維和語言表達，真正突出學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。

篇（3）

關(guān)鍵詞：

生物工程；人工生命；組織工程；人工組織；人工器官

0引言

從廣義層面上來說人工生命即為具備有人的生命指征、功能、結(jié)構(gòu)以及外在形象的人工制造系統(tǒng)，是人對于自然生命的一種模擬與拓展。廣義上的人工生命是多門學(xué)科合并之后的產(chǎn)物。一般認為人工生命學(xué)科是由生物科學(xué)技術(shù)與工程科學(xué)技術(shù)所結(jié)合而產(chǎn)生出的一門學(xué)科。下文將主要就針對材料技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)工程與組織工程、人工生命間的相關(guān)性，以及材料技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)工程、組織工程、人工組織及器官展開具體的論述。

1材料技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)工程

此種工程學(xué)科的主要研究目標即為各類生物材料及人工器官組織，其中就涵括了組織工程學(xué)科。在此方面研究工作中涵括有材料科學(xué)、生物科技、化學(xué)、信息技術(shù)、計算機技術(shù)、醫(yī)學(xué)以及生命科學(xué)等多門學(xué)科的基礎(chǔ)知識。生物材料也就是對于生物體進行臨床診治以及將其受損組織器官替換下來，亦或是增強人體某一部分功能的材料，因此就必須要求其能夠植入到人體當中并不出現(xiàn)排異反應(yīng)，確保活體細胞可以在此材料之上自然生長。生物材料亦可被視作構(gòu)成人工組織與器官的核心材料。生物醫(yī)學(xué)材料在未來一段時期的主流發(fā)展趨勢，即為給予組織工程的發(fā)展提供優(yōu)勢特性顯著的活性生物材料，應(yīng)確保其具備良好的生物相容特點；親水特性；性；預(yù)防組織粘附特性；抗炎特性；抗凝特性等。以保障活體細胞能夠在所制成的人工材料上生長并對病變組織起到良好的改善、恢復(fù)效果，使之免疫識別與生物催化性能得以有效提高。依據(jù)生物醫(yī)學(xué)材料的屬性可將之主要劃分為以下幾種：

（1）無機非金屬生物材料。①同人體組織力學(xué)間具備良好的相容性，同時還可改善組織生長的材料。②具備人體有機以及無機結(jié)構(gòu)的復(fù)合型材料。

（2）金屬生物材料。①毒性較低，彈性模量更加符合入骨特點的合金材料。②各種植入人體當中的器械材料，如較為常見的人工關(guān)節(jié)、種植牙、心臟支架等。③接入性診治所采用的醫(yī)療器械設(shè)備如官腔支撐架、引導(dǎo)絲等。

（3）生物醫(yī)用高分子材料。①可將血液之中的毒副物質(zhì)吸出的材料。②能夠在臨床上應(yīng)用于免疫性病癥治療的材料。

2組織工程與人工組織

目前臨床上所面臨的主要醫(yī)學(xué)問題當中主要就包括了組織與器官的衰竭、損傷，而臨床上在應(yīng)對此類問題時所較常采用的措施方法主要包括以下三方面：

（1）自體移植。由人體自身的部分組織來對損傷位置進行修復(fù)，例如，對面部皮膚大面積燒傷患者進行面部手術(shù)修復(fù)時通常會取其自身大腿位置的皮膚來進行修復(fù)損傷組織。

（2）異體移植。例如，某患者在遭遇意外事故時，家屬自愿將其身體部分組織如眼角膜、腎臟等組織捐獻給有需要的人。然而此種情況時常會出現(xiàn)異體組織的兼容性問題，同時需要被捐助的人員與每年的捐獻人數(shù)相比差距過大，供體不足情況十分顯著。

（3）人工器官。這種方式能夠徹底解決供體不足的情況，但是其目前所存在的問題也是十分顯著的即異體反應(yīng)與感染情況十分明顯，絕大多數(shù)的患者在接受器官移植后都是應(yīng)各類感染致死。對此人們也就設(shè)想若是能夠采用母體細胞以及生物降解材料在人體當中構(gòu)建起新的組織器官，也就是進行結(jié)構(gòu)組織，代謝組織以及細胞系統(tǒng)的重新建構(gòu)。目前這一設(shè)想已經(jīng)不再是僅存在于人們腦海之中的假想，而已經(jīng)走進了現(xiàn)實生活當中，可以預(yù)見組織工程的發(fā)展必將會促成這一設(shè)想的實現(xiàn)。當前，組織工程研究的主要內(nèi)容即為：適宜的母體細胞來源；能夠為細胞粘附生長提供空間的細胞外基質(zhì)；可應(yīng)用在促進細胞組織再生長的因子；以及組織間的相容性。開展組織工程通常會應(yīng)用以下三種策略：

（1）細胞以及生物材料的雜化體系，例如由小塊活體組織將特異細胞分離出來，通過體外擴散增大之后種植于生物相容性較好同時能夠生物降解的聚合物所建立起的多孔支架當中，在體外培養(yǎng)一段時間后可將細胞和支架結(jié)構(gòu)置入于患者體內(nèi)；伴隨著組織缺損部位的重新構(gòu)建，聚合物將會逐漸降解并消失。

（2）僅具備生物降解材料體系，借助于生物生長方式促使細胞成長為多孔支架結(jié)構(gòu)，在通過增殖、分化來產(chǎn)生為相應(yīng)的組織結(jié)構(gòu)，并且與周邊組織相整合。例如采用珊瑚骨加支撐的羥基磷灰石陶瓷，其孔隙架構(gòu)與人體骨架構(gòu)極為接近，可被應(yīng)用在骨組織工程支架中。

（3）細胞體系，經(jīng)過移植的細胞經(jīng)由生物過程演變?yōu)槲⒔Y(jié)構(gòu)。

3結(jié)束語

總之，從廣義性的角度上來說人工生命必須要基于工程科學(xué)技術(shù)、生物科學(xué)技術(shù)以及生物工程科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上。因而大量的工程、生物以及生物工程均是廣義上的人工生命科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。材料技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)是工程的研究對象主要是生物材料與人體的各個身體器官。組織工程則是借助于生命科學(xué)以及工程科學(xué)的基礎(chǔ)理論與方法，來探究并開發(fā)出具備修復(fù)以及改善人體組織器官功能的新型臨床應(yīng)用取代物，也就是人工組織，因而材料技術(shù)性生物醫(yī)學(xué)工程以及組織工程也便是生物工程人工生命的基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]楊國為,陳國江,涂序彥等.廣義人工生命的科學(xué)基礎(chǔ)(Ⅱ)--生物工程基礎(chǔ)[J].計算機工程與應(yīng)用,2013(09).

篇（4）

自20世紀醫(yī)學(xué)成像理論獲得突破以來，各種醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，并逐步成為廣大臨床醫(yī)生診斷的主要依據(jù)，一些知名企業(yè)像西門子、飛利浦、GE、日立等都成立了專門的醫(yī)學(xué)成像設(shè)備研發(fā)機構(gòu)，加之醫(yī)療機構(gòu)專業(yè)化的需要，使得醫(yī)學(xué)影像專業(yè)人才仍供不應(yīng)求。但是，這些單位需要的大都是應(yīng)用型人才，不僅要掌握該專業(yè)的基本理論知識，更重要的是具備實際的動手操作能力，尤其是硬件開發(fā)、實際編程能力。這就要求必須注重提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力，使學(xué)生不僅具備從事本學(xué)科研究與技術(shù)開發(fā)的實際動手能力和解決實際問題能力，而且具備從事跨學(xué)科研究的基本能力和潛質(zhì)，為今后更好地改進和發(fā)展新的醫(yī)學(xué)成像設(shè)備奠定基礎(chǔ)[6]。

2 當前課程教學(xué)中的問題分析

醫(yī)學(xué)成像技術(shù)是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的一門核心課程，也是一門能直接應(yīng)用于工程實踐的技術(shù)課程。因此，在課程教學(xué)過程中應(yīng)注意知識的理論講解與學(xué)生的實際動手有機結(jié)合，使學(xué)生不僅牢固掌握基本的理論知識，而且具備扎實的動手能力。然而，在當前的教學(xué)過程中還存在以下主要問題。

2.1 該課程的教學(xué)偏重理論講解，忽略實驗教學(xué) 如針對各類成像技術(shù)大都是理論的講解，現(xiàn)有的課程體系缺少實踐教學(xué)部分，學(xué)生很難進行相關(guān)成像技術(shù)基本的實驗操作，使得學(xué)生所學(xué)知識大都是紙上談兵。此外對于學(xué)生硬件構(gòu)造分析、編程能力的培養(yǎng)不夠，針對某一成像設(shè)備的操作以及具體問題的編程訓(xùn)練較少，學(xué)生缺乏實際動手的訓(xùn)練。

2.2 教學(xué)內(nèi)容理論性較強，內(nèi)容較多，課時量相對較少 因而對于某些成像技術(shù)和一些基本算法實現(xiàn)的過程講解不深入，甚至一略而過，致使學(xué)生學(xué)完該課程后對于醫(yī)學(xué)成像技術(shù)這門課的認識和理解仍然停留在比較膚淺的階段，很難有效地實現(xiàn)既定的培養(yǎng)目標。

2.3 教學(xué)方法不夠豐富 目前課堂多采用現(xiàn)代的多媒體教學(xué)，但是又過分依賴于多媒體，而單純的多媒體教學(xué)又會使學(xué)生產(chǎn)生偷懶情緒，一晃而過的幻燈片并不會給學(xué)生留下深刻的印象，這很大程度上影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和教學(xué)的效果。

2.4 現(xiàn)有的考核體系不夠完善 醫(yī)學(xué)成像技術(shù)具有醫(yī)理工三結(jié)合的特點，融合了當今諸多高新技術(shù)，不僅注重基本成像原理的基礎(chǔ)理論知識，更注重對儀器設(shè)備的實際動手操作。同時，新技術(shù)的發(fā)展不斷為成像技術(shù)注入新的活力，單純的卷面考試成績已不能全面反映學(xué)生對該門課程認識和掌握情況。因此，現(xiàn)有的考核體系有待改進。

3 具體教學(xué)改革的內(nèi)容

為了提高學(xué)生的個人能力和職業(yè)競爭力，實現(xiàn)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)目標，筆者的教研團隊在借鑒兄弟院系先進經(jīng)驗，同時在其他高校大量調(diào)研的基礎(chǔ)上，對醫(yī)學(xué)成像技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)體系進行了一系列的教學(xué)改革與創(chuàng)新。

3.1 教學(xué)內(nèi)容的改革 首先，調(diào)整適合該專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標的教材。現(xiàn)行的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)教材很多，但是大部分都是針對醫(yī)學(xué)院影像專業(yè)的學(xué)生，教材內(nèi)容理論性較強，而工程實踐性內(nèi)容很少，因而找到側(cè)重于工科實踐類的教材是本項目研究的首要任務(wù)。通過大量調(diào)研，再結(jié)合本院實際情況，筆者選擇了清華大學(xué)出版社的《醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)》作為主要教材，以人民衛(wèi)生出版社的《醫(yī)學(xué)影像成像理論》和重慶大學(xué)出版的《醫(yī)學(xué)成像技術(shù)》為輔助教材。同時，輔以參考資料和自編講義，盡可能的拓寬學(xué)生的知識面和學(xué)科視野。

其次，借助現(xiàn)代教育技術(shù)，結(jié)合多媒體手段來豐富課堂教學(xué)的內(nèi)容，幫助學(xué)生理解課程中涉及的復(fù)雜公式和數(shù)學(xué)模型。同時采用動畫、圖片、視頻等豐富的多媒體教學(xué)手段重新制作了醫(yī)學(xué)成像課程的多媒體教學(xué)課件，新課件不僅保證對醫(yī)學(xué)成像技術(shù)的基本概念、基本原理的講述，還對一些醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的構(gòu)造等有一個大致的了解以及成像技術(shù)中的基本算法以及算法實現(xiàn)步驟有著詳實、細致地講解。

此外，筆者還通過介紹學(xué)科發(fā)展的新動向和新成果，實行教學(xué)、科研相結(jié)合，讓學(xué)生參與到老師的相關(guān)科研項目中，通過項目實踐不斷充實和更新教學(xué)內(nèi)容，也實現(xiàn)了教學(xué)相長。

3.2 實踐教學(xué)的改革與創(chuàng)新 為了使實驗教學(xué)和課堂理論教學(xué)相互呼應(yīng)，體現(xiàn)教學(xué)的“實踐性”特點。首先，增加學(xué)生上機編程類課程設(shè)計，并設(shè)計了一些新的實驗項目，提高學(xué)生的編程能力。在個別新的實驗項目中，給出一些示范性程序，并且對這些程序作深入、細致的講解，使學(xué)生能夠在比較的過程中真正領(lǐng)悟到自己的不足，不再眼高手低，達到迅速提高學(xué)生編程能力的目的。

其次，創(chuàng)設(shè)“真實情境”，在生產(chǎn)車間現(xiàn)場讓學(xué)生親身體驗B型超聲的實際操作和生產(chǎn)裝配，為學(xué)生日后踏上工作崗位或者進一步深造奠定良好的基礎(chǔ)[7-8]。此外，筆者還在教學(xué)過程中設(shè)置了一些臨床操作實驗，使學(xué)生能夠?qū)︶t(yī)療設(shè)備進行一些基本的實踐操作。限于經(jīng)濟及其他制約因素，筆者從小型的醫(yī)學(xué)成像設(shè)備入手，精心設(shè)計和安排臨床操作實驗。目前先后購買兩臺B超診斷儀，以該設(shè)備為基礎(chǔ)，有針對性地設(shè)計、改進了一些和超聲成像、超聲檢測及治療相關(guān)的實踐課程，并給出了設(shè)備示范操作步驟，制定了實驗環(huán)節(jié)和安排計劃等等，同時，在實習(xí)基地-徐州創(chuàng)新醫(yī)學(xué)儀器公司讓學(xué)生親歷B超診斷儀的研發(fā)、生產(chǎn)全過程。這樣能夠通過學(xué)生親自動手操作設(shè)備、實地觀察設(shè)備所成圖像、親身經(jīng)歷生產(chǎn)裝配過程加深對所學(xué)知識的理解。

此外，針對大型醫(yī)學(xué)成像設(shè)備價格昂貴的問題，讓學(xué)生參與開發(fā)了“CT掃描工作站仿真教學(xué)系統(tǒng)”[9-10]。不但解決了難以開展大型成像設(shè)備實驗課程的問題，還大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)這門課的熱情，初步形成了“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合的教學(xué)體系模式。據(jù)筆者所知國內(nèi)各大理工類學(xué)校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)都還未有這樣的先例。這種具有濃厚的工科背景和特色的實踐課程環(huán)節(jié)，契合了當前對于生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標和要求。

3.3 教學(xué)手段與教學(xué)方法的改進 采用多媒體和板書教學(xué)相結(jié)合，多媒體教學(xué)使過去枯燥的純粹手寫教學(xué)內(nèi)容變得更加直觀、生動、形象，而一味地使用多媒體教學(xué)。這種一晃而過的幻燈片并難以給學(xué)生留下深刻的印象，有種“吃快餐”的感覺，很難激發(fā)學(xué)生深入探究的興趣。因此在課堂教學(xué)中結(jié)合黑板書寫以加深記憶，并鼓勵學(xué)生適當做筆記。

其次，將過去單純的教師講、學(xué)生聽的“填鴨式”教學(xué)方式，轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主，教師引導(dǎo)的啟發(fā)式、討論式、體驗式教學(xué)[11-12]。這樣既可以充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，活躍氣氛，又能培養(yǎng)學(xué)生自己學(xué)習(xí)、自己思考、自己發(fā)現(xiàn)的能力。

同時，筆者充分利用和整合網(wǎng)絡(luò)資源，以信息技術(shù)為手段，以優(yōu)化課堂教學(xué)提高課堂教學(xué)的效率為目標，開發(fā)了一個針對醫(yī)學(xué)成像技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺。在該平臺上開設(shè)了包括教學(xué)大綱、課程講義、參考資料下載、答疑討論、試題試卷庫、在線測試等教學(xué)內(nèi)容，教師與學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生之間能通過此平臺開展教與學(xué)的互動交流，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新學(xué)習(xí)、學(xué)會質(zhì)疑、共同探討以及終身學(xué)習(xí)的能力，大大調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

3.4 考核體系的改變 當前對學(xué)生的考核仍普遍是“一紙定乾坤”的考試模式，為了全面客觀評價學(xué)生成績，筆者在總評成績中加重平時實踐環(huán)節(jié)的比重；如讓學(xué)生參與學(xué)習(xí)、了解醫(yī)學(xué)成像技術(shù)各領(lǐng)域發(fā)展的綜述報告、各種觀摩、實驗設(shè)計等，并體現(xiàn)在期末的考試總評成績中。考試的形式也“不拘一格”，當前該課程的考試方式上采取的是半開卷的形式[13-14]。這種新的方式既大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性，又使學(xué)生真正通過考試及時發(fā)現(xiàn)和補救學(xué)習(xí)上的漏缺，達到了客觀、合理、有效評價學(xué)生學(xué)習(xí)效果的目的。

篇（5）

    2應(yīng)用于生物效應(yīng)器

    導(dǎo)電聚合物從絕緣態(tài)轉(zhuǎn)變成導(dǎo)電態(tài),需要從其分子鏈中遷移出或?qū)腚娮?這種電子遷移的過程稱為“摻雜”。導(dǎo)電聚合物的摻雜、去摻雜與聚合物中的電子和離子的轉(zhuǎn)移有關(guān)。伴隨著離子的摻雜和去摻雜,對應(yīng)的是導(dǎo)電聚合物的體積改變(膨脹或收縮),離子摻雜過程會引起導(dǎo)電聚合物的體積增大,離子釋放過程引起導(dǎo)電聚合物的體積縮小。生物效應(yīng)器是指可產(chǎn)生機械動力的一些生物設(shè)備或裝置。導(dǎo)電聚合物在電化學(xué)刺激下發(fā)生離子的摻雜、去摻雜及引起導(dǎo)電聚合物體積改變的特性,可以應(yīng)用于生物效應(yīng)器上,如用于構(gòu)建人工肌肉[12-14]。人工肌肉的構(gòu)建原理是:3層復(fù)合材料,其中內(nèi)外兩層為導(dǎo)電聚合物材料,中間層為非導(dǎo)電材料,內(nèi)外兩層處于相反的離子轉(zhuǎn)移狀態(tài),如內(nèi)層處于離子的摻雜狀態(tài),外層則處于去摻雜狀態(tài)。這樣,內(nèi)層的摻雜致使內(nèi)層的導(dǎo)電聚合物體積增大,同時外層的去摻雜使外層的體積縮小,內(nèi)外兩層產(chǎn)生的機械力量方向一致,其共同作用使整個3層復(fù)合材料向外層彎曲,模擬了生物系統(tǒng)中的肌肉收縮,如圖3所示。導(dǎo)電聚合物構(gòu)建的人工肌有的特點是:可通過電子轉(zhuǎn)移控制、驅(qū)動電壓低、伸縮率大、伸縮率可控、對溫度沒有特別要求,可以在室溫或人體生理溫度下進行、易于合成、重量輕、可在溶液或體液中進行,等等,這些優(yōu)異特性都決定了導(dǎo)電聚合物是構(gòu)建人工肌肉較理想的材料。目前,聚吡咯(PPy)、聚苯胺(PANI)、PPy-PANI復(fù)合材料以及這些導(dǎo)電聚合物與碳納米管組成的復(fù)合材料,如PPy-碳納米管復(fù)合材料、PANI-碳納米管復(fù)合材料及PPy-PANI-碳納米管復(fù)合材料等都應(yīng)用到了人工肌肉的構(gòu)建中[15-16]。在這些材料構(gòu)建的人工肌肉中,PPy-PANI復(fù)合材料構(gòu)建的人工肌肉每次循環(huán)產(chǎn)生的機械動能最大[17-18]。

    3應(yīng)用于組織工程

    導(dǎo)電聚合物應(yīng)用于組織工程領(lǐng)域,是和導(dǎo)電聚合物具備良好的導(dǎo)電性、氧化還原性、三維立體結(jié)構(gòu)及表面形貌等特性密不可分的,但更為關(guān)鍵的是其具備良好的生物相容性。將PC-12細胞培養(yǎng)在聚吡咯(PPy)薄膜上,長時間(達96h)電流(1mA)刺激PPy,沒有觀察到明顯的細胞毒性[19]。最近的研究進一步表明,PPy和PEDOT不論是薄膜還是納米管形貌,和培養(yǎng)的神經(jīng)細胞之間的生物相容性好[7]。目前,導(dǎo)電聚合物應(yīng)用于組織工程領(lǐng)域主要體現(xiàn)在神經(jīng)工程領(lǐng)域。神經(jīng)工程中的電極通常是由金、鉑等金屬材料或鍍金、鍍鉑的硅基材料做成的,這些電極植入神經(jīng)組織后,其傳導(dǎo)神經(jīng)電信號的功能將逐漸消退,甚至完全喪失。究其原因,是因為堅硬的金屬材料和柔軟的神經(jīng)組織之間的機械模量的巨大差異,神經(jīng)組織對植入金屬材料的免疫反應(yīng)產(chǎn)生大量的膠質(zhì)疤痕,最終使植入電極周圍有功能的神經(jīng)細胞數(shù)量明顯減少。采用導(dǎo)電聚合物包裹或修飾神經(jīng)電極,對改善神經(jīng)電極電信號的傳導(dǎo)功能起到了重要作用。其作用的機理是:生物相容性較好的導(dǎo)電聚合物在堅硬的金屬電極表面和柔軟的神經(jīng)組織之間建立了一個機械強度的緩沖區(qū)域,降低了神經(jīng)組織的免疫反應(yīng),增加了電極的表面面積,降低了電荷傳導(dǎo)的電阻,使神經(jīng)電信號傳導(dǎo)的信噪比大大增強。另外,穩(wěn)定的氧化還原特性可以使導(dǎo)電聚合物在修飾神經(jīng)電極的同時,還能包裹藥物或大分子物質(zhì),如地塞米松、細胞黏附分子、神經(jīng)生長因子等。這些藥物或大分子物質(zhì)的釋放,無疑能使導(dǎo)電聚合物包裹的電極不僅具有增強神經(jīng)電信號的檢測和傳導(dǎo)功能,而且還具有抗免疫、促進神經(jīng)生長和康復(fù)的功能[2-3,20-21]。已有的研究表明,應(yīng)用于神經(jīng)工程中的導(dǎo)電聚合物主要是PPy和PEDOT。

    4應(yīng)用于生物傳感器

篇（6）

生物力學(xué)（Biomechanics）和力學(xué)生物（Mechanobiology），兩者既有微妙的差別，又有緊密的聯(lián)系。生物力學(xué)是利用力學(xué)工具來研究生物系統(tǒng)；而力學(xué)生物則研究力在調(diào)節(jié)生物系統(tǒng)中的作用。

本書編者邀請相關(guān)領(lǐng)域的專家，在分子、細胞、組織等尺度上介紹生命現(xiàn)象具有代表性的案例中所建立的計算模型，希望讀者能在這個基礎(chǔ)上，進一步推廣多尺度模化，研究其他生命系統(tǒng)。

本書內(nèi)容分三部分11章，第1部分 分子水平的多尺度模化，含第1-4章：1.蛋白質(zhì)，Ssp DnaE Intein；2.蛋白質(zhì)晶體，基于晶體塑性理論的從分子到連續(xù)介質(zhì)水平的模型；3.分子發(fā)動機，多重分子發(fā)動機的合作現(xiàn)象；4.生物纖維動力學(xué)： 從線到桿的水平上的描述。

第2部分 細胞和組織水平的多尺度模化，含第5-7章：5.初級纖毛的多尺度模化；6.生物支架的降階網(wǎng)絡(luò)模型；7.傳遞現(xiàn)象，毛細管和組織內(nèi)對流和擴散的計算模型。

第3部分 器官水平的多尺度模化，含第8-11章：8.肌腱和韌帶，近況和未來的發(fā)展方向；9.動脈，力學(xué)、力學(xué)生物，以及發(fā)展新模型的需要；10.二尖瓣，計算結(jié)構(gòu)；11.生物系統(tǒng)，基于混合物理論的多尺度模化。

三位編者的簡介：Suvranu De教授是美國紐約倫斯勒理工學(xué)院（Rensselaer Polytechnic Institute）機械、空間和核工程系的主任，從事計算力學(xué)和醫(yī)學(xué)的交叉研究。他是Journal of Computational Surgery、International Journal of Modern Mechanics、International Journal of Computational Methods，以及Computers & Structures等刊物的編委。他在2010年和別人合編了生物力學(xué)的模化（Computational Modeling in Biomechanics （Springer））一書。

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中圖分類號：TS106 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）14-0101-01

目前，使用具有可吸收和生物活性聚合物制得的纖維織物，已在組織工程上使用。隨著生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)的進步，傳統(tǒng)整形使用的硬件材料受到了巨大沖擊。高性能纖維材料、先進的制造工藝和獨特的織物結(jié)構(gòu)設(shè)計正成為醫(yī)用紡織品的選擇。據(jù)纖維基醫(yī)用制品廠家（如Biomedical―Concordia公司）的預(yù)測，醫(yī)用紡織品在組織修復(fù)植入和再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力。這主要涉及如下幾個方面：矯正整形手術(shù)，心臟血管手術(shù)，泌尿/婦產(chǎn)科手術(shù)，再生植入手術(shù)，普通手術(shù)等。

1 高端醫(yī)用合成材料的纖維原料及織物種類

1.1 纖維原料

合成醫(yī)用材料的纖維原料根據(jù)其在使用時是植入性材料還是非植入性材料可以分為可吸收纖維材料和非可吸收纖維材料。可吸收纖維材料有聚羥基乙酯（PGA）、聚L一乳酸（PLLA）以及PGA和PLA的共聚物（PLGA），其他共聚高分子，如聚已內(nèi)酯（PCL）、三甲基碳酸酯（TMC）和聚乙二醇（PEG）等。非可吸收纖維材料包括PET、PP、聚醚醚酮（PEEK）、聚四氟乙烯（PTRFE）、超高相對分子質(zhì)量聚乙烯（UHMWPE）等。

1.2 織物種類

1.2.1 非織造布

醫(yī)用紡織品使用的非織造布種類涉及紡粘（SB）、熔噴（MB）和使用短纖維為原料的梳理型非織造布。

1.2.2 編織結(jié)構(gòu)織物

編織物的規(guī)格包括：圓形實心帶、中空無芯帶、管狀帶、扁平型帶和附加軸向紗的編織物等。

1.2.3 針織網(wǎng)材

針織網(wǎng)材采用平幅經(jīng)編和圓機緯編工藝，編織紋路設(shè)計十分重要。醫(yī)用制品對針織網(wǎng)材的性能，諸如平均孔隙尺寸、單位質(zhì)量、厚度、撕裂強力、伸長、頂破強力、剛性和懸垂性等均有嚴格要求。針織網(wǎng)材較之于非織造布具有更好的彈性、擴展性能、回復(fù)性以及良好的撕裂強力，顯示出較好的組織支撐能力。圓機織物的管狀結(jié)構(gòu)有較大尺寸適應(yīng)性，其直徑可膨脹亦可緊縮，有利于醫(yī)用紡織品性能的發(fā)揮。目前針織網(wǎng)材已用于手術(shù)網(wǎng)、疝氣修復(fù)、整型和化妝手術(shù)網(wǎng)等領(lǐng)域。

1.2.4 其他制品

一些廠家，如美國Concordia公司，有多年的纖維加工經(jīng)驗，可以根據(jù)用戶和臨床的要求，選擇如變形紗、卷曲纖維、切斷纖維、梳理纖維片等原料加工成適用的醫(yī)用制品。

2 高端醫(yī)用合成材料的用途

2.1 高性能單絲的醫(yī)療用途

2.1.1 動脈血液過濾器

動脈血液過濾器是在胸外科手術(shù)中，經(jīng)過純化、氧合、恒溫的循環(huán)血液進入人體的最后一道過濾。因此說過濾器介質(zhì)的選擇和最適宜的設(shè)計，有助于降低病人的出血、血凝、炎癥的發(fā)生和整個系統(tǒng)的供氧及pH值的控制。瑞士Sefar公司開發(fā)出用于心肺機的過濾介質(zhì)，即“Medi FAB 07/40”系列。使用PET或PA單絲編織，織物結(jié)構(gòu)孔隙為40um，空隙占有率25%，紗線直徑為34um。“Medi FAB 07/40”過濾介質(zhì)已在動脈血液過濾器中使用，在臨床中作為―個暫時性的替代心肺功能的裝置，以維持生命的體外循環(huán)系統(tǒng)。臨床結(jié)果顯示，“Medi FAB 07/40”具有良好的使用性能，主要表現(xiàn)在：最低的壓力降，最小的啟動灌注體積，裝置外部尺寸小型化和制造成本可以被市場接受。與現(xiàn)有使用中的濾材，如非織造布、膜材料和復(fù)絲織物比較，單絲織物過濾介質(zhì)更具有商業(yè)化價值。

2.1.2 透析器過濾介質(zhì)

醫(yī)用透析使用的泵過濾器，其作用是捕集循環(huán)系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的顆粒狀物質(zhì)。該防護性過濾器結(jié)構(gòu)通常采用直徑50mm的圓盤形式的過濾介質(zhì)，經(jīng)硅質(zhì)墊圈密封后配置于透析泵上。Sefar公司開發(fā)的新型過濾材料“Peaktex”，采用PEEK為原料，單絲直徑為38―500 um，過濾材料為雙層單絲織物，單位質(zhì)量285 g/m2，厚度480um，空氣透過率2000 m3/m2?h[2]。

2.1.3 醫(yī)用可植入材料

PEEK單絲織物作為人體可植入材料，具有良好的撓性和耐磨性，特別是其生物相容性、穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)了良好的臨床效果。目前已用于人體植入臨床使用的PEEK單絲的強力在33―75 daN/mm，伸長為20%―40%，使用溫度250℃，干濕態(tài)相對強力比為100%。

2.2 UHMWPE纖維在醫(yī)用領(lǐng)域的使用

自2004年UHMWPE――Dyneema纖維用于醫(yī)用縫合線以來，UHMWPE在醫(yī)用領(lǐng)域的綜合醫(yī)療性能越來越被人們所認識。作為新一代獨具特色的醫(yī)用材料，其特性主要表現(xiàn)在如下幾個方面：①Dyneema Purity纖維是專門設(shè)計的、用做人體可植入的材料，纖維品質(zhì)和生產(chǎn)工藝完全符合S010933/ISO13458的要求，并得到美國FDA認證；②單位體積的強度性能符合可植入材料制品微型化的條件；③Dyneema Purity纖維有較高的剛性，兼具十分良好的柔韌性，可在整型手術(shù)中有效地強化定位功能；④Dyneema Purity纖維的耐疲勞性和耐磨性好，具有長時間承載動態(tài)負荷的能力，適應(yīng)心臟血管手術(shù)醫(yī)用器具的性能要求；⑤Dyneema Purity纖維具有生物相容性，是理想的醫(yī)用人體可植入材料[3]。

2.3 功能性熔噴非織造布在呼吸器上的使用

通過添加生物活性劑的方法，制取具有生物活性的熔噴纖維網(wǎng)，為呼吸器提供高效捕集微生物的過濾介質(zhì)，對于人類抵御病菌源、健康防護具有重要的現(xiàn)實意義。波蘭Lodz大學(xué)與國家勞動保護研究所合作開發(fā)了生物活性熔噴非織造布材料。該產(chǎn)品使用PP為原料。生物活性劑于螺桿擠壓機的喂入?yún)^(qū)注入，熔體加熱溫度274―280℃，熱空氣溫度295℃，熱空氣消耗量9 m3/h。生物活性熔噴非織造布材料的面密度為lO一200 g/m2，單絲直徑2.43 um，其過濾吸附性能通過氣溶膠一石腦油霧測試評估，吸附性能良好[4]。

2.4 纖維基增強復(fù)合材料在醫(yī)用領(lǐng)域的應(yīng)用

英國Invibio公司開發(fā)了兩種PEEK新產(chǎn)品，其一為PEEK―Optim/碳纖維增強復(fù)合材料，另一種為具有影像對比度的PEEK―Optima/碳纖維增強復(fù)合材料。兩種復(fù)合材料已用于人體植入、血管、骨骼修復(fù)等。PEEK―Optima/碳纖維復(fù)合材料具有十分良好的耐磨性能，與其他生物材料相比，其抗彎剛性更接近于人的骨骼，是整型材料的上佳選擇。同時該材料亦表現(xiàn)出比較優(yōu)良的外部負荷的均勻分布承載性能，以及應(yīng)力沖擊的弱化功能。此外，具有影像對比度的PEEK―Optima/碳纖維復(fù)合材料。由于注入射線阻隔添加劑，可以使用專門的方法，在手術(shù)后，通過觀察植入物的部位。可觀察修復(fù)部位狀況，有效控制治愈的過程。PEEK―Optima碳纖維的復(fù)合增強系列產(chǎn)品可用于關(guān)節(jié)結(jié)合處、脊椎等部位的壞損修補。

結(jié)語

我國醫(yī)用紡織品生產(chǎn)已初具規(guī)模，但低風(fēng)險性產(chǎn)品占絕大比例，與高端醫(yī)用紡織品研究開發(fā)非常薄弱的現(xiàn)狀形成了鮮明的反差。鑒于高性能醫(yī)用纖維制品涉及到原料、高聚物成形、纖維加工和醫(yī)學(xué)工程設(shè)計等諸多學(xué)科，整個生產(chǎn)鏈很長，要全程技術(shù)引進顯然是十分困難的。考慮到我國有全球最大的需求群體，靠進口或合資生產(chǎn)，是可以緩解一下需求上的壓力，但終究不是長久之計，還是應(yīng)該有―個可持續(xù)的技術(shù)進步理念。

篇（8）

中圖分類號：TP391.41 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）10-0066-01

數(shù)字圖像處理技術(shù)是指應(yīng)用計算機對數(shù)字圖像信息進行處理，涵蓋了計算機科學(xué)與技術(shù)、數(shù)學(xué)、光物理學(xué)等多個領(lǐng)域。數(shù)字圖像可以小到電子顯微鏡的圖像，大到遙感圖像、航空照片或者天文望遠鏡的圖像，因此在生物醫(yī)學(xué)工程、工業(yè)、農(nóng)牧業(yè)、國防軍事、多媒體等方面都有著十分廣泛的應(yīng)用。物體三維重建是數(shù)字圖像處理的重要內(nèi)容。人眼看到的世界是三維立體的，但是傳統(tǒng)照相機、CCD或者CMOS圖像傳感器獲取的圖像都是二維平面的，不具備深度信息。這種二維成像系統(tǒng)限制了人類對真實世界中復(fù)雜的物體的感知和理解的能力。計算機三維重建的出現(xiàn)，突破了傳統(tǒng)二維成像系統(tǒng)的局限，重建后的圖像直觀、逼真，可任意旋轉(zhuǎn)、逐層剝離以及定量分析，顯著提高了人類對世界的認識理解能力。

1 計算機三維重建

計算機三維重建是利用計算機數(shù)字圖像處理技術(shù)根據(jù)真實場景的數(shù)據(jù)重建出具有準確幾何信息和照片真實感的三維模型，并可進行多角度顯示的技術(shù)。這些精確的三維模型，不僅能用于場景可視化和虛擬漫游，還可以滿足數(shù)據(jù)的存檔、測量和分析等更高層次的需求，尤其適用于輔助教學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程、醫(yī)學(xué)診斷、航天、工業(yè)測量、地理信息、數(shù)字文物和古建筑、電子商務(wù)等多種領(lǐng)域。

計算機三維重建方法有兩種：一種是利用精密的硬件設(shè)備，如激光掃描儀、深度掃描儀等，直接測量出物體表面點的三維坐標。這種方法是直接對三維物體的空間信息進行處理，精度較高，但是設(shè)備要求極高，因此極大地限制了該技術(shù)的使用。另一種是通過相機或攝像機獲得二維數(shù)字圖像，然后通過數(shù)學(xué)模型計算出物體的三維結(jié)構(gòu)。后一種方法數(shù)字圖像容易獲得，但重建結(jié)果易受到其他因素的影響，本文就此方法展開研究。

2 二維數(shù)字圖像的三維重建

2.1 二維數(shù)字圖像的獲取

二維數(shù)字圖像的獲取包括物體外觀圖像的獲取和物體內(nèi)部圖像的獲取。物體外觀圖像的獲取通常通過2臺以上照相機或攝像機從不同角度拍攝，比如3D電影的制作。物體內(nèi)部圖像的獲取，通常為斷層掃描或連續(xù)切片成像，比如計算機X射線斷層掃描（CT）、激光掃描共聚焦顯微鏡（CLSM）成像、生物標本連續(xù)切片的顯微成像等。

2.2 二維數(shù)字圖像的預(yù)處理

二維數(shù)字圖像通過三維成像軟件來處理，不同領(lǐng)域有各自適用的軟件，比如：3D Studio Max，適用于廣告、影視、工業(yè)和建筑設(shè)計、游戲的三維成像和動畫；Amira，Mimics，適用于識別生命科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)；Oasis montaj，適用于地球物理勘探、鉆探、地球化學(xué)勘探等。軟件對圖像經(jīng)過增強、圖像定位校正和圖像分割等預(yù)處理后進行三維重建。

圖像增強：現(xiàn)在的數(shù)字成像技術(shù)，基本可以得到分辨率高、清晰度好的圖像，但如果前期成像較模糊，可以通過對比度增強、Gamma校正、銳化或噪聲消除等方法進行處理，以突出目飼域。

定位校正：多臺相機或攝像機從不同角度拍攝的物體外觀圖像、生物標本連續(xù)切片的顯微成像由于不能準確定位，還需進行圖像定位校正。

圖像分割：在對圖像的研究和應(yīng)用中，人們往往僅對圖像中的某些特定的、具有獨特性質(zhì)的區(qū)域感興趣，這些區(qū)域稱為目標或前景（其他部分稱為背景）。可根據(jù)灰度、顏色、紋理和形狀等提取感興趣目標，從而把圖像分割成若干互不交迭的區(qū)域，并使這些特征在同一區(qū)域內(nèi)呈現(xiàn)出相似性，而在不同區(qū)域間呈現(xiàn)出明顯的差異性。常用的分割方法有：基于灰度閾值的圖像分割、交互式圖像分割、基于活動輪廓或者形變模型的分割等等。針對不一樣的圖像和待分割的圖像特點，可以選擇不一樣的分割方法。圖像分割是圖像處理的基本前提，同時也是一個經(jīng)典難題，到目前為止還沒有一種圖像分割方法是通用的。

2.3 圖像的三維重建

二維數(shù)字圖像的三維重建技術(shù)有兩種：表面繪制和體繪制。舉例而言，你站在一輛汽車前，只能看到外觀，但無法觀察到車子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)如發(fā)動機，這是表面繪制；假設(shè)汽車和車內(nèi)中的結(jié)構(gòu)都是半透明的，就可以同時看到所有的細節(jié)，這就是體繪制所要達到的效果，即三維透視。表面繪制是表示三維物體形狀最基本的方法，可以提供三維物體形狀的全面信息。它是從數(shù)字圖像中抽取一系列相關(guān)表面，并用多邊形擬合近似后，再通過傳統(tǒng)的圖形學(xué)算法顯示出來。體繪制是依據(jù)三維體數(shù)據(jù)，將所有體細節(jié)同時展現(xiàn)在二維圖片上，可以在一幅圖像中顯示多種物質(zhì)的綜合分布情況，并且可以通過不透明度的控制，反應(yīng)等值面的情況。該方法特別適合于云霧、流體、大腦軟組織、氣體等無固定形狀的體數(shù)據(jù)圖像的生成，產(chǎn)生的圖像真實感強。

3 面臨的問題

二維數(shù)字圖像的三維重建是數(shù)字圖像處理技術(shù)十分活躍的研究方向，雖然這一領(lǐng)域的發(fā)展十分迅速，但仍有一些方面是需要進一步提高。（1）提高計算精度：圖像分割是人工手動完成，然后通過數(shù)學(xué)方法來實現(xiàn)，這涉及到個人知識熟悉程度和計算精度，如果個人經(jīng)驗不足，或者計算精度不夠，則圖像效果不符合客觀實際，不一定能夠達到人眼識別的舒適度。因此，基于專業(yè)知識的圖像分割標準化方面還有待進一步研究。（2）計算精度和處理速度之間的矛盾：圖像處理需要巨大的數(shù)據(jù)運算，運算量遠大于文本處理，所以在提高運算精度的同時還要考慮提高運算速度。（3）計算機三維重建是研究工具，必須加強交叉學(xué)科間的聯(lián)合研究，才能夠在推廣應(yīng)用上取得進步。

參考文獻

[1]陳汗青，萬艷玲，王國剛.數(shù)字圖像處理技術(shù)研究進展[J].工業(yè)控制計算機，2013，26（1）：72-74.

[2]孫宇陽.基于單幅圖像的三維重建技術(shù)綜述[J].北方工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2011，23（1）：9-12.

篇（9）

工學(xué) ENGINEERING

課程中文名稱 課程英文名稱

高等數(shù)理方法 Advanced Mathematical Method

彈塑性力學(xué) Elastic-Plastic Mechanics

板殼理論 Theory of Plate and Shell

高等工程力學(xué) Advanced Engineering Mechanics

板殼非線性力學(xué) Nonlinear Mechanics of Plate and Shell

復(fù)合材料結(jié)構(gòu)力學(xué) Structural Mechanics of Composite Material

彈性元件的理論及設(shè)計 Theory and Design of Elastic Element

非線性振動 Nonlinear Vibration

高等土力學(xué) Advanced Soil Mechanics

分析力學(xué) Analytic Mechanics

隨機振動 Random Vibration

數(shù)值分析 Numerical Analysis

基礎(chǔ)工程計算與分析 Calculation and Analysis of Founda tion

Engineering

結(jié)構(gòu)動力學(xué) Structural Dynamics

實驗力學(xué) Laboratory Mechanics

損傷與斷裂 Damage and Fracture

小波分析 Wavelet Analysis

有限元與邊界元分析方法 Analytical Method of Finite Element and

Boundary Element

最優(yōu)化設(shè)計方法 Optimal Design Method

彈性力學(xué) Elastic Mechanics

高層建筑基礎(chǔ) Tall Building Foundation

動力學(xué) Dynanics

土的本構(gòu)關(guān)系 Soil Constitutive Relation

數(shù)學(xué)建模 Mathematical Modeling

現(xiàn)代通信理論與技術(shù) Emerging Communications Theory and Technology

數(shù)字信號處理 Digital Signal Processing

網(wǎng)絡(luò)理論與多媒體技術(shù) Multi-media and Network Technology

醫(yī)用電子學(xué) Electronics for Medicine

計算微電子學(xué) Computational Microelectronics

集成電路材料和系統(tǒng)電子學(xué) Material and System Electronics for In

tegrated Circuits

網(wǎng)絡(luò)集成與大型數(shù)據(jù)庫 Computer Network Integrating Technology and Large

scale Database

現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng) Modern Digital System

微機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 Microcomputer Application Design

計算機網(wǎng)絡(luò)新技術(shù) Modern Computer Network Technologies

網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng) Network Information System

圖像傳輸與處理 Image Transmission and Processing

圖像編碼理論 Theory of Image Coding

遙感技術(shù) Remote Sensing Techniques

虛擬儀器系統(tǒng)設(shè)計 Design of Virtual Instrument System

生物醫(yī)學(xué)信號處理技術(shù) Signal Processing for Biology and Medicine

光纖光學(xué) Fiber Optics

VLSI的EDA技術(shù) EDA Techniques for VLSI

電子系統(tǒng)的ASIC技術(shù) ASIC Design Technologies

VLSI技術(shù)與檢測方法 VLSI Techniques & Its Examination

專題閱讀或?qū)ｎ}研究 The Special Subject Study

信息論 Information Theory

半導(dǎo)體物理學(xué) Semiconductor Physics

通信原理 Principle of Communication

現(xiàn)代數(shù)理邏輯 Modern Mathematical Logic

算法分析與設(shè)計 Analysis and Design of Algorithms

高級計算機網(wǎng)絡(luò) Advanced Computer Networks

高級軟件工程 Advanced Software Engineering

數(shù)字圖像處理 Digital Image Processing

知識工程原理 Principles of Knowledge Engineering

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計 Object-Oriented Programming

形式語言與自動機 Formal Languages and Automata

人工智能程序設(shè)計 Artificial Intelligence Programming

軟件質(zhì)量與測試 Software Quality and Testing

大型數(shù)據(jù)庫原理與高級開發(fā)技術(shù) Principles of Large-Scale Data-Bas e and

Advanced Development Technology

自然智能與人工智能 Natural Intelligence and Artificial Intelligence

Unix操作系統(tǒng)分析 Analysis of Unix System

計算機圖形學(xué) Computer Graphics

Internet與Intranet技術(shù) Internet and Intranet Technology

多媒體技術(shù) Multimedia Technology

數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)與聯(lián)機分析處理 Data Warehouse and OLAP

程序設(shè)計方法學(xué) Methodology of Programming

計算機信息保密與安全 Secrecy and Security of Computer Information

電子商務(wù) Electronic Commerce

分布式系統(tǒng)與分布式處理 Distributed Systems and Distributed Processing

并行處理與并行程序設(shè)計 Parallel Processing and Parallel Programming

模糊信息處理技術(shù) Fuzzy Information Processing Technology

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用 Artificial Intelligence and Its Applications

Unix編程環(huán)境 Unix Programming Environment

計算機視覺 Computer Vision

高級管理信息系統(tǒng) Advanced Management Information Systems

信息系統(tǒng)綜合集成理論及方法 Theory and Methodology of Information n

System

Integration

計算機科學(xué)研究新進展 Advances in Computer Science

離散數(shù)學(xué) Discrete Mathematics

操作系統(tǒng) Operating System

數(shù)據(jù)庫原理 Principles of Database

編譯原理 Principles of Compiler

程序設(shè)計語言 Programming Language

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) Data Structure

計算機科學(xué)中的邏輯學(xué) Logic in Computer Science

面向?qū)ο笙到y(tǒng)分析與設(shè)計 Object-Oriented System Analysis and Design

高等數(shù)值分析 Advanced Numeric Analysis

人工智能技術(shù) Artificial Intelligence Technology

軟計算理論及應(yīng)用 Theory and Application of Soft-Computing

邏輯程序設(shè)計與專家系統(tǒng) Logic Programming and Expert Systems

模式識別 Pattern Recognition

軟件測試技術(shù) Software Testing Technology

高級計算機網(wǎng)絡(luò)與集成技術(shù) Advanced Computer Networks and Integration

Technology

語音信號處理 Speech Signal Processing

系統(tǒng)分析與軟件工具 System Analysis and Software Tools

計算機仿真 Computer Simulation

計算機控制 Computer Control

圖像通信技術(shù) Image Communication Technology

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用 Artificial Intelligence and Its Applications

計算機技術(shù)研究新進展 Advances in Computer Technology

環(huán)境生物學(xué) Environmental Biology

水環(huán)境生態(tài)學(xué)模型 Models of Water Quality

環(huán)境化學(xué) Environmental Chemistry

環(huán)境生物技術(shù) Environmental Biotechnology

水域生態(tài)學(xué) Aquatic Ecology

環(huán)境工程 Environmental Engineering

環(huán)境科學(xué)研究方法 Study Methodology of Environmental Science

藻類生理生態(tài)學(xué) Ecological Physiology in Algae

水生動物生理生態(tài)學(xué) Physiological Ecology of Aquatic Animal

專業(yè)文獻綜述 Review on Special Information

廢水處理與回用 Sewage Disposal and Re-use

生物醫(yī)學(xué)材料學(xué)及實驗 Biomaterials and Experiments

現(xiàn)代測試分析 Modern Testing Technology and Methods

生物材料結(jié)構(gòu)與性能 Structures and Properties of Biomaterials

計算機基礎(chǔ) Computer Basis

醫(yī)學(xué)信息學(xué) Medical Informatics

計算機匯編語言 Computer Assembly Language

學(xué)科前沿講座 Lectures on Frontiers of the Discipline

組織工程學(xué) Tissue Engineering

生物醫(yī)學(xué)工程概論 Introduction to Biomedical Engineering

高等生物化學(xué) Advanced Biochemistry

光學(xué)與統(tǒng)計物理 Optics and Statistical Physics

圖像分析 Image Treatment

數(shù)據(jù)處理分析與建模 Data Analysis and Constituting Model

高級數(shù)據(jù)庫 Advanced Database

計算機網(wǎng)絡(luò) Computer Network

多媒體技術(shù) Technology of Multimedia

軟件工程 Software Engineering

藥物化學(xué) Pharmaceutical Chemistry

篇（10）

【中圖分類號】G446 【文獻標識碼】A 【文章編號】1004—7484（2013）11—0100—01

白芍總苷（total glucosides of paeonia，TGP）是從中藥白芍（Paeonia lactiflora pall）飲片提取的總苷，是白芍中具有生理功效成分的混合物，其中芍藥苷的含量占總苷的90% 以上。以白芍提取的有效成分芍藥苷為主要成分的帕夫林，已作為第一個治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的抗炎免疫調(diào)節(jié)中藥應(yīng)用于臨床，療效顯著[1]。至今，TGP的研究和應(yīng)用絕大多數(shù)集中在治療風(fēng)濕免疫疾病及調(diào)節(jié)免疫功能方面，但最近也有TGP在心血管、皮膚等病變方面的治療與研究報道，本文綜述了TGP近年來在此方面的研究與應(yīng)用，旨為相關(guān)疾病的治療提供依據(jù)。

1 治療慢性蕁麻疹

鄒氏以白芍總苷聯(lián)合依匹斯汀治療慢性蕁麻疹三組共60例，有效率90%，且不良反應(yīng)少[2]。孟氏以白芍總苷聯(lián)合咪唑斯汀治療慢性蕁麻疹40例，有效率90%，療效明顯好于對照組[3]，盛氏以地氯雷他定聯(lián)合白芍總苷治療慢性蕁麻疹30例，結(jié)果治療組的療效（60%）顯著好于對照組（33.3%），且無明顯不良反應(yīng)[4]。任氏檢測給予白芍總苷治療的慢性蕁麻疹患者（30例）治療前后血清IFN-γ、IL-4、IL-17水平，結(jié)果治療后患者血清IL-4、IL-17的濃度較治療前顯著降低（P

2 治療銀屑病

孫氏以白芍總苷聯(lián)合一清膠囊治療尋常型銀屑病56例，有效率89.3%，顯著高于對照組（P

3 治療散發(fā)型白癜風(fēng)

葉氏以白芍總苷聯(lián)合吡美莫司治療散發(fā)型白癜風(fēng)45例，結(jié)果白芍總苷聯(lián)合吡美莫司能促進散發(fā)型白癜風(fēng)患者皮損恢復(fù)，改善外周血CD4+/CD8+T細胞比值，提高CD4+/CD25+調(diào)節(jié)性T細胞水平[8]。

4 治療干燥綜合征

蔡氏以白芍總苷聯(lián)合甲氨蝶呤治療干燥綜合征60例，治療組有效率83.3%，與對照組差異顯著（P

5 治療附睪淤積癥

陳氏用微波聯(lián)合白芍總苷治療附睪淤積癥27例，總有效率92.59%，表明微波聯(lián)合白芍總苷是治療附睪淤積癥的一種有效方法[10]。

6 治療慢性腎炎蛋白尿

謝氏以白芍總苷聯(lián)合氯沙坦甲治療慢性腎炎蛋白尿33例，結(jié)果治療前后尿蛋白定量明顯下降，治療組較對照組下降的更顯著（P

7 對心肌重構(gòu)的影響

韓氏研究白芍總苷對鹽酸異丙腎上腺素、左旋甲狀腺素誘導(dǎo)所致的心肌重構(gòu)的影響，結(jié)果表明白芍總苷具有一定的抗心肌重構(gòu)作用[12]。

8 治療掌跖膿皰病

賈氏以阿維A聯(lián)合白芍總苷治療掌跖膿皰病30例，結(jié)果有效率87%，明顯高于對照組（68%），差異顯著（P

9 脂質(zhì)體和注射制劑實驗研究

李氏以逆向蒸發(fā)法研究制備了白芍總苷的脂質(zhì)體制劑，獲得了平均粒徑為498nm的圓球狀單室脂質(zhì)體，在4℃貯存穩(wěn)定[14]。劉氏采用柱層析分離、純化，制得純度較高的白芍總苷，通過單因素、正交試驗選出提取溶媒，考察成型工藝，制成注射用白芍總苷凍干粉[15]。

總之，白芍總苷的臨床應(yīng)用與劑型拓展，擴大了中藥白芍的應(yīng)用領(lǐng)域。隨著應(yīng)用與研究的深入，白芍將更好地為人類健康作貢獻。

參考文獻：

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篇（11）

自從A．M．Sun發(fā)明海藻酸鈉-聚賴氨酸-海藻酸鈉（APA）生物微膠囊（簡稱微膠囊）以來，微膠囊技術(shù)廣泛用于人工器官研制，動植物細胞、微生物及酶固定化，藥物控制釋放［1］，使得微膠囊在生物醫(yī)學(xué)工程以及其它生物技術(shù)領(lǐng)域具有了廣泛的應(yīng)用前景。

制備微膠囊的原理有多種，其中通過聚電解質(zhì)絡(luò)合原理制備微膠囊是采用較多的一種。通過這種原理制備微膠囊的顯著優(yōu)點是制備過程溫和，微囊化的生物活性物質(zhì)在制備過程中活性損失很少或不損失。通過這種原理制備微膠囊所選用的陰、陽離子聚電解質(zhì)材料也有多種，本文著重介紹殼聚糖和海藻酸鈉這兩種天然聚電解質(zhì)材料制備微膠囊的原理、方法、影響因素和應(yīng)用背景。

1 殼聚糖和海藻酸鈉反應(yīng)原理

殼聚糖是通過甲殼素脫乙酰化制備的天然高分子直鏈多糖，化學(xué)名稱為（1-4）-2-氨基-2-脫氧-β-D-葡聚糖。海藻酸鈉是存在于褐藻類中的天然高分子，從其結(jié)構(gòu)上看是由β-1，4結(jié)構(gòu)的D型甘露糖醛酸的鈉鹽（M）和α-1，4結(jié)構(gòu)的L型古羅糖醛酸的鈉鹽（G）共聚而成。由于殼聚糖分子鏈上有大量的伯氨基，海藻酸鈉的分子鏈上有大量的羧基，所以殼聚糖和海藻酸鈉可以通過正、負電荷吸引形成聚電解質(zhì)膜，反應(yīng)簡圖如下：

2 制備方法

采用上述原理制備殼聚糖／海藻酸鈉微膠囊，在制備方法上，可以分為一步法［2～17］、兩步法［18］和復(fù)合法［19］。

2.1 一步法

采用一步法主要有兩種方式。一種方式是將殼聚糖和氯化鈣的混合溶液直接滴入海藻酸鈉溶液中反應(yīng)形成微膠囊；最終得到了含有殼聚糖沉積層、殼聚糖／海藻酸鈉絡(luò)合層和海藻酸鈣凝聚層共三層，內(nèi)部是液態(tài)的微膠囊［2—4］。另外一種方式是反向操作，即將海藻酸鈉溶液滴入殼聚糖和氯化鈣的混合溶液中形成微膠囊［4—17］。

2.2 兩步法

這種合成方法類似于傳統(tǒng)的APA微膠囊的制備方法。過程簡述如下［18］：

(1)海藻酸鈉溶液滴入氯化鈣溶液形成海藻酸鈣凝膠珠；

(2) 海藻酸鈣凝膠珠再和殼聚糖反應(yīng)形成微膠囊；

2.3 復(fù)合法

復(fù)合法是在上述兩種方法基礎(chǔ)上建立起來的，先制備殼聚糖／海藻酸鈉微膠囊，然后再以雙功能團分子對微膠囊的表面進行修飾，制備過程如下［19］：

(1) 海藻酸鈉溶液乳化、凝膠化；

(2)凝膠化海藻酸鹽與殼聚糖進行反應(yīng)形成微膠囊；

(3)微膠囊用戊二醛、1，6-己二異氰酸脂或苯四甲酸二酐溶液進行表面交聯(lián)。

上述三種制備方法各有優(yōu)缺點。一步法的顯著優(yōu)點是制備方法簡單，成囊速度快，微囊化物質(zhì)不容易在制備過程中流失，比較適合于蛋白分子的微囊化。但是，由這種方法制備的微膠囊球性度和光潔度較差，制備過程中微膠囊之間容易粘接。兩步法制備的微膠囊球性度和光潔度好，但是制備過程相對繁瑣；而且，在制備海藻酸鈣膠珠時，微囊化物質(zhì)容易流失，因此，這種方法相對而言更適合于細胞的微囊化。復(fù)合法制備的微膠囊強度較好，但也存在著制備過程繁瑣這樣的缺點，而且制備條件激烈。因此，這種方法較適合于對環(huán)境不很敏感的某些微生物進行微囊化。

3 影響微膠囊性能的主要因素